Empa produce fibra ottica flessibile con cuore liquido

Rudolf Hufenus (a sinistra), dell'Empa, davanti alla macchina in grado di produrre fibre riempite di liquido lunghe un chilometro. Keystone/Robert Stuermer sda-ats

(Keystone-ATS) Ricercatori dell’Empa hanno sviluppato una fibra ottica con un cuore liquido, di glicerina. Può trasmettere dati con la stessa affidabilità della fibra di vetro, ma è molto più flessibile e robusta.

I cavi a fibre ottiche sono ideali per trasmettere dati su lunghe distanze. La tecnologia è provata ed è in uso su larga scala, ricorda il Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca (Empa) in una nota diramata oggi.

Ma le fibre di vetro possono essere piegate solo in misura limitata e sono molto sensibili alle sollecitazioni di trazione. Se il nucleo di vetro della fibra si strappa, la trasmissione dei dati viene interrotta.

Per distanze di trasmissione più brevi – per edifici, locali aziendali o nei veicoli – vengono pure utilizzate fibre di plastica. Il loro cuore è spesso costituito di plexiglas o policarbonato. Questi materiali trasparenti sono più flessibili del vetro, ma quasi altrettanto sensibili alle forze di trazione.

“Non appena si forma una fessura microscopica nel nucleo della fibra, la luce viene dispersa ed è perduta”, spiega il ricercatore dell’Empa Rudolf Hufenus, citato nel comunicato.

Da sette anni, i laboratori del dipartimento di ricerca Advanced Fibers della sede di San Gallo dell’Empa hanno una macchina in grado di produrre fibre riempite di liquido lunghe fino a un chilometro. Queste competenze fanno dell’Empa un leader mondiale, stando a quanto riporta il comunicato.

Ora i ricercatori hanno provato, con successo, a utilizzare tali fibre per la trasmissione di luce. Le sfide non sono mancate. Per la conduzione della luce nelle fibre cave con un nucleo liquido, un fattore è cruciale: l’indice di rifrazione del liquido deve essere significativamente più alto di quello del materiale di rivestimento. Solo allora la luce sarà correttamente riflessa all’interfaccia e rimarrà intrappolata nel nucleo liquido.

Allo stesso tempo, tutti gli ingredienti della fibra devono essere stabili ad alte temperature. I due componenti, solido e liquido, devono infatti passare insieme attraverso l’ugello di filatura ad alta pressione e a una temperatura di 200-300 gradi. Il team di San Gallo ha optato per un nucleo liquido fatto di glicerolo (o glicerina) e una guaina di fluoropolimero.